судно для транспортировки сжатого газа (варианты)

Формула изобретения

1. Судно для транспортировки сжатого газа, включающее главный судовой газовый трубопровод со средствами подсоединения к трубопроводу берегового или морского терминала, герметичные отсеки для хранения сжатого газа, в каждом из которых размещен газовый резервуар, выполненный в виде пакета труб, расположенных под углом к горизонту и соединенных с восходящего конца труб общим коллектором для закачки и откачки сжатого газа, а со стороны нисходящего конца труб - общим коллектором для накопления конденсата, образующегося в трубах в процессе перевозки сжатого газа, и цистерну сбора накопившегося газового конденсата, при этом полости судовых герметичных отсеков соединены трубопроводами через систему клапанов, компрессор и теплообменник с источником холода, которым оборудовано судно, а одноименные коллекторы газовых резервуаров и судовые герметичные отсеки взаимосвязаны соответственно друг с другом через систему клапанов посредством соответствующих трубопроводов, причем трубопровод герметичных отсеков и трубопровод коллекторов закачки и откачки сжатого газа подсоединены через систему клапанов к главному судовому газовому трубопроводу, а трубопровод коллекторов накопления конденсата выполнен с возможностью подключения к цистерне сбора накопившегося конденсата.

2. Судно для транспортировки сжатого газа по п.1, которое оснащено насосом для перекачки накопившегося в коллекторах конденсата в цистерну сбора конденсата.

3. Судно для транспортировки сжатого газа по п.1 или 2, в котором цистерна сбора из коллекторов накопившегося конденсата может располагаться как на самом судне, так и на береговом или морском терминале.

4. Судно для транспортировки сжатого газа, включающее главный судовой газовый трубопровод со средствами подсоединения к трубопроводу берегового или морского терминала, герметичные отсеки для хранения сжатого газа, в каждом из которых размещен газовый резервуар, выполненный в виде пакета труб, составленного из труб различного диаметра, расположенных под углом к горизонту и соединенных с обоих концов общими коллекторами, причем со стороны восходящего конца труб расположены коллекторы для закачки и откачки сжатого газа, а со стороны нисходящего конца труб - коллекторы для накопления конденсата, образующегося в трубах в процессе перевозки сжатого газа, и цистерну сбора накопившегося газового конденсата, при этом в пакетах трубы меньшего диаметра размещены в пустотах, образовавшихся между трубами большего диаметра, а также между трубами большего диаметра и стенками герметичного отсека, полости судовых герметичных отсеков соединены трубопроводами через систему клапанов, компрессор и теплообменник с источником холода, которым оборудовано судно, а одноименные коллекторы труб газовых резервуаров и судовые герметичные отсеки взаимосвязаны соответственно друг с другом через систему клапанов посредством соответствующих трубопроводов, причем трубопровод герметичных отсеков и трубопроводы коллекторов закачки и откачки сжатого газа подсоединены через систему клапанов к главному судовому газовому трубопроводу, а трубопровод коллекторов накопления конденсата выполнен с возможностью подключения к цистерне сбора накопившегося конденсата.

5. Судно для транспортировки сжатого газа по п.4, которое оснащено насосом для перекачки накопившегося в коллекторах конденсата в цистерну сбора конденсата.

6. Судно для транспортировки сжатого газа по п.4 или 5, в котором цистерна сбора из коллекторов накопившегося конденсата может располагаться как на самом судне, так и на береговом или морском терминале.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения и средствам морской транспортировки природного газа и касается вопроса создания судна для транспортировки сжатого газа и снабжения им потребителей энергодефицитных регионов, удаленных от мест добычи газа или от газовой магистрали.

Известна система для транспортировки сжатого газа (патент РФ №2145689, с приоритетом от 30.10.1995 г.), включающая судно, в герметичных термоизолированных отсеках которого расположены вертикально установленные взаимосвязанные газовые резервуары. Газовые резервуары выполнены из стальной трубы с куполообразными крышками на обоих концах. В каждом отсеке содержится от 3-х до 30-ти взаимосвязанных резервуаров, присоединенных к одному регулирующему клапану отсечным трубопроводом. В свою очередь, регулирующие клапаны каждого отсека промежуточным трубопроводом соединены с главным трубопроводом, который содержит средства подсоединения к береговым терминалам. В системе предусмотрена возможность термоизоляции грузовых трюмов, в которых расположены газовые резервуары - прототип.

Однако указанное судно обладает рядом недостатков, к числу которых относятся следующие.

Во-первых, при перевозке сжатого газа заполняемый газом объем в газовых резервуарах постоянно уменьшается вследствие образования внутри труб конденсата в процессе перевозки газа при изменении температуры окружающего эти резервуары воздуха.

Во-вторых, свободное пространство, образующееся между трубами, а также между трубами и стенками отсеков, остается невостребованным, что приводит к недоиспользованию вместимости судна и, следовательно, к уменьшению количества газа, которое могло бы быть перевезено судном.

В-третьих, наличие термоизоляции в отсеках судна, где размещаются резервуары со сжатым газом, не обеспечивает в процессе перевозки газа постоянства температуры окружающей среды газовых резервуаров, что приводит при увеличении температуры воздуха к нагреву и расширению находящегося в резервуарах газа и, следовательно, к необходимости стравливания излишков газа в атмосферу. В конечном счете это приводит к невосполнимым потерям газа и, соответственно, к уменьшению количества перевозимого сжатого газа.

Задачей заявляемого изобретения является повышение количества перевозимого судном газа за счет более полного заполнения газом объемов судна для транспортировки сжатого газа и уменьшения потерь газа, обусловленных нагреванием в процессе его перевозки.

Для этого на судне для транспортировки сжатого газа, имеющем главный судовой газовый трубопровод со средствами подсоединения к трубопроводу берегового или морского терминала, герметичные отсеки для хранения сжатого газа, в каждом из которых размещен газовый резервуар, выполненный в виде пакета труб, расположенных под углом к горизонту и соединенных с восходящего конца труб общим коллектором для закачки и откачки сжатого газа, а со стороны нисходящего конца труб - общим коллектором для накопления конденсата, образующегося в трубах в процессе перевозки сжатого газа, и цистерну сбора накопившегося конденсата, полости судовых герметичных отсеков соединены трубопроводами через систему клапанов, компрессор и теплообменник с источником холода, которым оборудовано судно. Одноименные коллекторы газовых резервуаров и судовые герметичные отсеки взаимосвязаны соответственно друг с другом через систему клапанов посредством соответствующих трубопроводов. Трубопровод герметичных отсеков и трубопровод коллекторов закачки и откачки сжатого газа подсоединены через систему клапанов к главному судовому газовому трубопроводу, а трубопровод коллекторов накопления конденсата выполнен с возможностью подключения к цистерне сбора накопившегося конденсата.

Кроме того, судно для транспортировки сжатого газа оснащено насосом для перекачки накопившегося в коллекторах конденсата в цистерну сбора конденсата.

При этом цистерна сбора накопившегося в коллекторах конденсата может располагаться как на самом судне, так и на берегу.

Судно для транспортировки сжатого газа по второму варианту выполнено по аналогии с первым вариантом за исключением того, что пакеты труб его газовых резервуаров составлены из труб различного диаметра, расположенных под углом к горизонту и соединенных с обоих концов общими коллекторами, аналогичными коллекторам по первому варианту исполнения судна. При этом в пакетах трубы меньшего диаметра размещены в пустотах, образовавшихся между трубами большего диаметра, а также в пустотах между трубами большего диаметра и стенками герметичного отсека.

Оснащение пакетов труб коллекторами для накопления конденсата, образующегося в трубах в процессе перевозки сжатого газа, и насосом позволяет откачать этот конденсат и освободить от него полости газовых резервуаров для обеспечения полного использования их объема при очередной загрузке сжатым газом.

Введение в состав судна для транспортировки сжатого газа источника холода совместно с теплообменником, соединенных с полостью герметичных отсеков, позволяет прокачивать газ, находящийся в полостях герметичных отсеков, через теплообменник и, тем самым, обеспечить поддержание постоянной температуры сжатого газа в герметичных отсеках и газовых резервуарах, что исключает необходимость стравливания газа в атмосферу при его температурном расширении, и, следовательно, потери газа в процессе перевозки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез судна для транспортировки сжатого газа, на фиг.2 - план судна (сечение А-А на фиг.1), на фиг.3 - поперечное сечение (сечение Б-Б на фиг.1) судна с газовыми резервуарами, состоящими из пакета труб одинакового диаметра, а на фиг.4 - поперечное сечение (сечение Б-Б на фиг.1) судна по второму варианту исполнения - с газовыми резервуарами, состоящими из пакета труб различного диаметра.

Конструктивно устройство судна выполнено следующим образом. Корпус 1 судна разделен на несколько герметичных отсеков 2. Внутри каждого отсека 2 размещается газовый резервуар, выполненный в виде пакета труб 3, расположенных под углом к горизонту (фиг.1-3). Восходящие и нисходящие концы труб сообщены общими коллекторами 4 и 5 соответственно (фиг.1, 2). Коллекторы 4, соединяющие восходящие концы труб, предназначены для закачки резервуаров сжатым газом и откачки из них газа, а коллекторы 5, соединяющие нисходящие концы труб, - для накопления конденсата, образующегося в трубах в процессе перевозки газа. Коллекторы 4 имеют систему клапанов 6 и трубопроводы для взаимосвязи и соединения с главным судовым газовым трубопроводом 7, который выполнен с возможностью подключения к соответствующим трубопроводам береговых или морских терминалов (не показаны) для закачки или откачки сжатого газа. Коллекторы 5 соединены системой клапанов 8 и трубопроводом 9 с перекачивающим конденсат насосом 10, который, в свою очередь, соединен через клапаны 8 с цистерной сбора конденсата 11 на судне или с трубопроводом цистерны сбора конденсата, расположенной на береговом или морском терминале (не показан). Герметичные отсеки 2 для хранения сжатого газа трубопроводом 12 через систему клапанов 13 соединены с судовым газовым трубопроводом 7, а трубопроводом 14 через систему клапанов 15, компрессор 16 и теплообменник 17 - с источником холода 18 (фиг.1).

По второму варианту исполнения устройство судна для транспортировки сжатого газа выполнено аналогичным образом за исключением того, что пакеты труб его газовых резервуаров составлены из труб различного диаметра, соединенных с обоих концов общими коллекторами 4 и 5, аналогичными коллекторам судна по первому варианту исполнения. В пакетах трубы меньшего диаметра 19 размещены в пустотах 20, образовавшихся между трубами большего диаметра 3, и в пустотах 21, образовавшихся между трубами большего диаметра 3 и стенками герметичного отсека 2 (фиг.4).

Судно для транспортировки сжатого газа (по обоим вариантам исполнения) работает следующим образом.

В месте погрузки трубопровод 7 подсоединяется к трубопроводу берегового или морского терминала. Через систему клапанов 6 и коллекторы 5 производится закачка сжатого газа под большим давлением в газовые резервуары, состоящие из труб 3 большего диаметра и труб 19 меньшего диаметра и размещенные в герметичных отсеках 2 судна, а через трубопровод 12 и систему клапанов 13 - закачка сжатого газа в герметичные отсеки 2 под меньшим давлением, за счет чего полностью используется объем отсеков судна для перевозки сжатого газа. При загрузке может производиться последовательная либо одновременная закачка сжатого газа в газовые резервуары, размещенные в различных отсеках судна, и в полости герметичных отсеков.

Для поддержания заданной температуры газа внутри герметичных отсеков и газовых резервуаров и, следовательно, исключения потерь сжатого газа при перевозке из-за теплового расширения, газ, находящийся в пространстве между пакетами труб 3 и 19 и стенками герметичных отсеков 2 судна, через трубопровод 14 и систему клапанов 15 с помощью компрессора 16 периодически или постоянно прокачивается через теплообменник 17, соединенный с источником холода 18.

Коллекторы 5, соединяющие нисходящие концы труб 3 и 19 с помощью системы клапанов 8 и трубопровода 9 освобождаются от накопившегося в них конденсата с помощью насоса 10, перекачивающего его в цистерну сбора конденсата 11, расположенную на судне, в процессе транспортировки сжатого газа либо на месте его выгрузки или погрузки, или в цистерну сбора конденсата, расположенную на береговом или морском терминале на месте выгрузки или погрузки сжатого газа. Благодаря удалению накопившегося конденсата обеспечивается полное использование объемов газовых резервуаров при последующей их загрузке и, тем самым, повышение объема перевозимого судном сжатого газа.